NGW型行星齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、齒輪傳動是機械傳動中最重要的方式之一，它具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠等優(yōu)點。NGW型行星齒輪傳動是直升機主減速器和航空發(fā)動機減速器等裝置中最主要的傳動方式，它具有大功率和大傳動比傳動的特點，不同的參數(shù)選擇對減速器傳動系統(tǒng)的性能和疲勞壽命具有重要的影響。因此，開展齒輪強度計算和NGW型行星齒輪傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計研究，對促進齒輪傳動設(shè)計技術(shù)的發(fā)展有重要的意義。
　　 本文利用國標(biāo)對圓柱齒輪強度計算方法進行分析；通過接觸強度中修正系

2、數(shù)的計算和選擇，按照線接觸的赫茲解理論以及安全系數(shù)的求解，實現(xiàn)接觸強度的計算；通過彎曲強度中修正系數(shù)的計算和選擇，按照齒根危險界面方法和彎曲安全系數(shù)的求解，實現(xiàn)彎曲強度的計算；通過膠合強度中修正系數(shù)的計算和選擇，按照閃溫法確定膠合時的安全系數(shù)，實現(xiàn)膠合強度的計算；在強度計算中，將設(shè)計參數(shù)作為確定值，以安全系數(shù)為判據(jù)，通過選取適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)來滿足齒輪傳動的可靠度要求。以Matlab為開發(fā)平臺，依據(jù)強度計算的原理，開發(fā)了圓柱齒輪強度計算的專

3、用模塊。
　　 介紹了序列二次規(guī)劃法（SQP法）的原理和方法，基于SQP法對NGW型行星齒輪傳動進行優(yōu)化設(shè)計計算和分析；建立了NGW型行星齒輪傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，給出了NGW型行星齒輪傳動系統(tǒng)分別以體積最小、中心距最小和以體積與中心距最小相組合的目標(biāo)函數(shù)；根據(jù)線性不等式、非線性不等式和非線性等式約束條件的分類，給出了NGW型行星齒輪傳動系統(tǒng)的優(yōu)化約束條件。對某種設(shè)計要求的NGW型行星齒輪傳動系統(tǒng)做了優(yōu)化計算；根據(jù)優(yōu)化計

4、算結(jié)果，分析了不同目標(biāo)函數(shù)對設(shè)計變量的影響，獲得了不同權(quán)重值條件下的優(yōu)化設(shè)計參數(shù)。
　　 利用Matlab軟件開發(fā)了NGW型行星齒輪傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計軟件；對Matlab優(yōu)化工具箱的使用進行了研究，利用fmincon與fgoalattain函數(shù)對單目標(biāo)與多目標(biāo)的優(yōu)化問題進行求解；進行了NGW型行星齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計軟件的框架設(shè)計，開發(fā)了軟件主界面、參數(shù)輸入模塊、結(jié)果輸出模塊、設(shè)計數(shù)據(jù)查取模塊以及錯誤處理模塊，并對參數(shù)圓整的二次優(yōu)化